二、电流的磁场
第1课时 奥斯特实验 安培定则
1.如图所示实验是模拟奥斯特实验的一个场景,实验结论:通电导线周围存在 .支持此结论的现象是 .如果改变电流方向,小磁针偏转方向将 ,这说明 .实验中小磁针的作用是 ,用到的物理探究方法是 法.
2.通电直导线周围的磁感线分布如图所示,其磁感线是以直导线中电流为中心的一系列的 ,图中小磁针涂黑的一端是 极.
3.如图所示,在绕有螺线管的有机玻璃上均匀地撒上铁屑,给螺线管通电,轻敲有机玻璃板,观察铁屑的分布情况,发现通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似.
4.如图所示,把几个小磁针放在通电螺线管周围的不同位置,观察小磁针的N、S极所指的方向,并记下小磁针的N极指向,即各点的磁场方向.改变电流方向,观察到小磁针的N极指向 (选填“有”或“没有”)变化,说明通电螺线管周围磁场的方向(通电螺线管的极性)与 有关.
5.通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似,它的极性可以用 定则来判断:用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向与螺线管中 的方向一致,则拇指所指的那端就是通电螺线管的 极.
6.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通电,要使螺线管转动后静止时A端指地理北方,B端指地理南方,请在图中标出通电螺线管中的电流方向.
7.如图所示,请标出磁感线的方向及静止时小磁针的N极.
8.[2020·苏州] 如图所示,请根据小磁针静止时N极的指向标出A点的磁感线方向和电源的“+”“-”极.
9.如图所示,根据小磁针静止时的指向,在图中画出通电螺线管的绕线方式.
10.如图所示,小磁针静止时的指向正确的是 ( )
11.[2020·常州] 如图所示,闭合开关,S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是 ( )
A.相斥,A端为N极,B端为N极 B.相斥,A端为S极,B端为S极
C.相吸,A端为S极,B端为N极 D.相吸,A端为N极,B端为S极
12.如图所示为“探究通电直导线周围磁场分布”的实验,实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场的分布情况,接下来的操作是 ,从而减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,使铁屑在磁场作用下动起来,最终呈现规律排列.为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用 代替铁屑进行实验.
13.[2020·淮安] 如图所示,在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中:
(1)小磁针的作用:
.
(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,而B处小磁针不偏转,试说明B处小磁针不偏转的可能原因:
.
(3)将电池的正、负极对调,重复上述实验,是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与
方向的关系.
(4)观察实验现象后,应立即断开开关,是为了
.
14.根据通电螺线管的N、S极和磁感线形状,在3中标出磁体A的N极、磁感线方向(任选一根标出即可)和电源的“+”“-”极.
15.根据小磁针静止时所指的方向,在4中画出通过小磁针中心的一条磁感线,并标出电源的“+”极.
16.[2020·营口] 如5甲所示是一个磁悬浮地球仪,球体内有一个条形磁体,其磁场方向与地磁场方向相同,下方环形底座内有一个电磁铁,通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中,图乙是其内部结构示意图.请在图乙中标出:(1)球体内条形磁体的N极;(2)开关闭合后磁感线的方向;(3)电源的“+”“-”极.
17.[2021·扬州] 如图所示,请标出通电螺线管的N极和静止小磁针的N极.
答案
1.磁场 闭合开关,小磁针发生偏转 发生改变 通电导线周围磁场的方向与电流方向有关
检测磁场的存在并显示磁场的方向 转换
2.同心圆 北(N)
3.条形
4.有 电流的方向
5.条形磁体 安培 电流 N
6.如图所示
7.如图所示
8.如图所示
9.如图所示
10.B [解析] 图A中螺线管上外表面电流方向向下,由安培定则可判断出螺线管右端为N极,左端为S极,则它左侧的小磁针右端应为N极,所以A项错误.图B中螺线管上外表面电流方向向上,由安培定则可判断出螺线管左端为N极,右端为S极,则它右侧的小磁针左端应为N极,所以B项正确.图C中螺线管上外表面电流方向向左,由安培定则可判断出螺线管下端为N极,则它正下方的小磁针上端应为S极,所以C项错误.图D中螺线管上外表面电流方向向下,由安培定则可判断出螺线管右端为N极,则它正下方的小磁针右端应为S极,所以D项错误.
11.C [解析] 两个通电螺线管上外表面的电流都是向下的,根据安培定则可知,A端为S极,B端为N极,因此它们相互靠近的两端是异名磁极相互吸引,故C项正确.
12.轻敲玻璃板 小磁针
13.(1)检验磁场的存在并显示磁场的方向
(2)小磁针N极的指向与磁场方向相同
(3)电流
(4)保护电路,防止螺线管温度过高
14.如图所示
15.如图所示
16.如图所示
17.如图所示